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1 Instituto Federal de Educação - IFCE Química Orgânica I – S3 Prof: Aristênio Mendes Módulos I e II: Questões do 1º NTI Questão 01: Desenhe as estruturas das moléculas abaixo na formas de: Lewis, Kekulé, e em traços: a) CH3CH2CHClCH3 b) CH2CHCH(CH3)CH2CH2OH c) (CH3)3CCH2CCCH2Br d) CH3CH(CH3)CH2OCH2CH3 Questão 02: Que tipos de orbitais híbridos são utilizados pelo átomo central (em negrito) em cada uma das espécies abaixo. Escreva as suas estruturas destacando o arranjo geométrico em torno de suas ligações, caso sejam dos tipos; linear, trigonal plana ou tetraédrica. a) C6H5CH2+ e) NO21+ b) BH41- f) F3C . (radical livre) c) NH21- g) H2C . (radical livre - singlete) d) NO21- h) H2C . (radical livre - triplete) Questão 03: Explique os seguintes fatos: a) A molécula do dióxido de enxofre [SO2] possui ligações covalentes polares, mas apresenta um momento dipolar ( = 1,63D); por outro lado, a molécula do dióxido de carbono [CO2], também, possui ligações covalentes polares, porém não tem momento dipolar ( = 0). b) O cloro metano [CH3Cl] tem momento dipolar ( = 1,87D), que é maior do que o momento dipolar do fluorometano [CH3F], cujo valor é ( = 1,81D), embora o flúor seja um átomo mais eletronegativo que o cloro. c) O triclorometano [CHCl3 - também chamado de clorofórmio] tem um momento dipolar maior do que o [CFCl3], além de um ponto de ebulição bem maior. Justifique estes fatos apresentando as estruturas tridimensionais com os vetores que representam os dipolos, e discuta os fatores que influem nos seus pontos de ebulição. d) O ácido ciânico [HOCN] e o isociânico [HNCO] formam um caso de isomeria na Química Inorgânica, porém, quando estão em solução aquosa, seus ânions são iguais por causa das estruturas de ressonância que são equivalentes. Mostre a dissociação de suas moléculas em solução aquosa, e as estruturas mesômeras dos ânions e compare a força destes ácidos isoladamente. Questão 04: O ozônio [O3] é encontrado principalmente na alta atmosfera onde absorve radiação ultravioleta [UV] de grande energia e proporciona, assim, uma proteção contra os fortes raios solares, causadores de câncer de pele e do aquecimento global. a) Escreva todas as estruturas de ressonância para a molécula do ozônio, destacando as cargas formais. Justifique por que ela não pode ser cíclica? b) Proponha uma hibridização para o átomo de oxigênio central. c) Que grandeza mensurável permitiria provar que a molécula do ozônio não é linear ( = 180º) e, sim, angular ( = 117º). Por que este ângulo não é exatamente 120º? 2 Questão 05: Com relação às propriedades macroscópicas dos compostos, analise as seguintes afirmativas e justifique os efeitos que se relacionam às interações intermoleculares. a) Os pontos de ebulição do n-pentano e de seu isômero neopentano são, respectivamente, 36,2oC e 9,5oC. b) O álcool etílico [C2H5OH] ferve a uma temperatura de 78,4oC, enquanto o seu isômero constitucional éter di-metílico tem ponto de ebulição a − 24oC. Explique este fato. c) O fluoreto de hidrogênio [HF] tem momento dipolar de 1,82D; e o ponto de ebulição é 19,34ºC, enquanto o fluoreto de etila [C2H5F] tem um momento dipolar quase igual ao mencionado e tem peso molecular mais elevado; apesar disso, seu ponto de ebulição é – 37,7ºC. d) O ciclohexano [C6H12] possui molécula apolar, massa molecular 84u e se apresenta como líquido na temperatura ambiente; enquanto o tetrafluormetano [CF4] possui, também, molécula apolar e tem massa molecular 88u, entretanto é um gás à temperatura ambiente. e) Os fluorocarbonos (fluorcarbonetos) simples, como o [C5F12], têm ponto de ebulição mais baixo do que os dos hidrocarbonetos análogos, como o [C5H12]. Suas moléculas são apolares, mas as dos fluorcarbonetos são bem mais pesadas que as dos relativos hidrocarbonetos. Questão 06: Explique por que a temperatura de ebulição da 2-metil-pirrolidina (A) é maior [100OC] do que a temperatura de ebulição da N – metil-pirrolidina (B) [79º C] Questão 07: Organize cada grupo em ordem crescente de temperatura de ebulição: N CH3 H N CH3 (A) (B) a) b) O OH OH O OH O O c) ( I ) ( II ) ( III ) ( I ) ( II ) ( III ) ( I ) ( II ) ( III ) 3 Questão 08: Coloque em ordem crescente de solubilidade em água e justifique: ( I ) C2H5OH ( II ) CH3COCH3 ( III ) C2H6O2 ( IV ) C2H5OC2H5 ( V ) CH3OH Questão 09: Quais das seguintes moléculas são capazes de formar pontes de hidrogênio com outras da mesma espécie? a) CH4O e) g) b) CH3Cl c) C2H5OC2H5 f) h) d) CH3NH2 Questão 10: Dê a carga formal apropriada para cada átomo e indicando as espécies neutras ou carregadas: Questão 11: Para cada uma das espécies abaixo, escreva as estruturas de ressonância que correspondem ao número indicado ao lado: a) Nitrometano ( 2 ) c) CO2 ( 3 ) b) Benzeno ( 5 ) d) O cátion ( 3 ) Questão 12: Escreva todas as estruturas de ressonância do piridina: Questão 13: Como você explica que o brometo de ciclo-heptatrienila (tropílio) seja bastante dissociável em água segundo a equação. H Br H2O Br _ + O S C O H N .. .. .H O .. .. .. .. .. N CH3 CH3 H3C CH3 H B H H N H H H O C O O .. .. H C H H O H H .. a) b) c) d) e) f) . ..H O .. .. . N 4 .. : : : .. .. : .. .. .. : : .. f) N O O e) d) c) b) a) C OHO NH2 OH C OH .. Questão 14: Represente as estruturas de ressonância das moléculas orgânicas abaixo. Assinale com asterisco as formas canônicas, que contribuem mais para o híbrido de ressonância. Questão 15: A difenil-ciclo-propenona ( I ) tem momento dipolar maior do que o da benzofenona ( II ). Qual a explicação para este fato? Questão 16: O azuleno é um hidrocarboneto de cor azul intensa, que difere do naftaleno, sólido cristalino e incolor, e de fórmulas: Além das diferentes características físicas acima, sabe-se também, que o azuleno tem considerável momento dipolar ( = 1,0D ), enquanto o naftaleno não possui ( = 0 ). Como se poderia explicar este fato? Questão 17: Observe a fórmula do ciclodeca-1,3,5,7,9-pentaeno apresentada abaixo e explique se é um composto aromático.ciclodeca-1,3,5,7,9-pentaeno C C C O O O// ( I ) C O OO/ / ( II ) azuleno naftaleno 5 H2/Pd pressão ; X H2/Pd pressão ; Y a) b) Questão 18: Utilize a regra de Hückel e justifique quais as espécies aromáticas. Questão 19: Escreva as estruturas dos produtos obtidos a partir das reações de hidrogenação catalítica, quando se usa apenas 1,0mol de gás hidrogênio nos hidrocarbonetos aromáticos abaixo: Questão 20: Antes da estrutura molecular atual do benzeno proposta por Kekulé, alguns químicos da antiguidade sugeriram a estrutura abaixo para o benzeno. Caso o benzeno tivesse esta estrutura, quantos compostos mono-bromados do benzeno seriam possíveis? E os di-bromados? Texto exclusivo extraído do livro “Manual de Química Orgânica” autor: Prof: Aristênio Mendes” a) b) c) + d) N S e) f) + g) _ h) i) j) l) H H m) .. .. ..
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